CN104829977A - 一种led光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法 - Google Patents

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张英才
刘德时
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Abstract

本发明涉及LED散热材料，具体涉及一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：150-300目锡青铜微粉3-5、纳米镍粉2-3、固含量为20-25%的硅溶胶4-5、聚苯硫醚5-8、磷酸二氢铝2-3、硅酸钠1-3、5%乙醇水溶液30-40、400-600目氮化铝微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助剂2-3；本发明制备的塑料基散热材料具有高效、均匀、稳定的导热性，耐环境腐蚀、耐光老化，且洁净耐脏，安全绝缘，易于加工切削，是一种理想的LED灯具散热材料。

Description

一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及LED散热材料，具体涉及一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法及其生产方法。
背景技术
LED是发光二极管的简称，是一种将电能转化为光能的半导体电子元件，具有体积小、寿命长、耗电量低、反应速度快、发光效率高、节能环保等优点,是业内公认的作为替代传统光源的最具竞争力的产品，在实际生活中也得到广泛的应用，目前的LED产品仍存在许多问题，其中散热问题一直是重中之重，常见的散热材料多为高导热金属、高导热无机材料以及这些材料复配烧结而成，这些材料存在切割成型难度大，成本较高，易受环境腐蚀等缺点，而以塑料与导热填料复配制成的散热材料，既能发挥良好的散热效果，又能提高材料的环境适应性，达到高效稳定的使用性能。
聚四氟乙烯具有耐高温、耐化学腐蚀、易清洁等诸多优点，被誉为塑料之王；氮化铝导热性能好，热膨胀系数小，以这两者为基料混合烧制的散热材料能弥补传统LED散热的缺陷，有突出的使用性能。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法，其特征在于，本发明材料由以下重量份的原料制成：150-300目锡青铜微粉3-5、纳米镍粉2-3、固含量为20-25%的硅溶胶4-5、聚苯硫醚5-8、磷酸二氢铝2-3、硅酸钠1-3、5%乙醇水溶液30-40、400-600目氮化铝微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助剂2-3。
所述的助剂由以下重量份的原料制成：硅烷偶联剂kh550 6-8、甲基硅酸钾1-2、乙酰丙酮钛（25%异丙醇水溶液）1-3、纳米二氧化硅3-4，氢氧化钠0.1-0.2、水20-25，制备方法为：先将氢氧化钠溶于适量的水中，配制成pH值为10-11的溶液，随后加入纳米二氧化硅，超声浸泡40-50min，碱处理后的粉体水洗至中性后干燥，并加水配制成溶胶，随后再将其它剩余物料与配制的二氧化硅溶胶混合，高速搅拌分散60-80min，即得。
所述的一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法，其制备方法为：
（1）先将纳米锡粉投入硅溶胶中，超声分散40-50min，使得纳米锡在溶胶中均匀分散，随后在100-120℃条件下热处理4-5h，热处理后的物料研磨分散20-30min，所得粉体备用；
（2）将磷酸二氢铝、硅酸钠投入乙醇水溶液中，搅拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，继续搅拌分散40-50min，接着加入步骤（1）所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2-3h，待物料完全混合均匀后压制成型，成型后坯体在50-60℃条件下放料15-20h，完全除去水分，所得坯体在350-380℃条件下烧制30-40min，随后冷却至室温，即得。
本发明的优点在于：以硅酸钠、磷酸二氢铝-乙醇水溶液作为粘结剂，改善了聚四氟乙烯粉体表面的润湿性，各原料间良好粘结，经硅溶胶包覆后热处理得到的纳米锡粉在基料中能良好分散，提高了材料的散热能力，掺杂的聚苯硫醚具有突出的耐辐射和导热性能，能有效的防止混合材料辐射老化，添加的助剂有助原料相容、助烧结的功效；本发明制备的聚四氟乙烯-氮化铝复混塑料基散热材料具有高效、均匀、稳定的导热性，耐环境腐蚀、耐光老化，且洁净耐脏，安全绝缘，易于加工切削，是一种理想的LED灯具散热材料。
具体实施方式
实施例
本实施例散热材料由以下重量份原料制成：300目锡青铜微粉4、纳米镍粉3、固含量为25%的硅溶胶5、聚苯硫醚6、磷酸二氢铝3、硅酸钠2、5%乙醇水溶液40、400目氮化铝微粉22、300目聚四氟乙烯微粉50、助剂3。
所述的助剂由以下重量份的原料制成：硅烷偶联剂kh550 8、甲基硅酸钾1、乙酰丙酮钛（25%异丙醇水溶液）2、纳米二氧化硅4，氢氧化钠0.2、水25，制备方法为：先将氢氧化钠溶于适量的水中，配制成pH值为10.5的溶液，随后加入纳米二氧化硅，超声浸泡50min，碱处理后的粉体水洗至中性后干燥，并加水配制成溶胶，随后再将其它剩余物料与配制的二氧化硅溶胶混合，高速搅拌分散65min，即得。
所述的一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法，其制备方法为：
（1）先将纳米锡粉投入硅溶胶中，超声分散50min，使得纳米锡在溶胶中均匀分散，随后在100-120℃条件下热处理5h，热处理后的物料研磨分散25min，所得粉体备用；
（2）将磷酸二氢铝、硅酸钠投入乙醇水溶液中，搅拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，继续搅拌分散50min，接着加入步骤（1）所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2.5h，待物料完全混合均匀后压制成型，成型后坯体在50-60℃条件下放料16h，完全除去水分，所得坯体在350-380℃条件下烧制40min，随后冷却至室温，即得。
本实施例所制得的材料根据相关标准测试得到的性能指标如下：
拉伸强度为：60.5MPa；断裂伸长率：0.50%；介电强度：23KV/mm；导热系数为5.6W/m.k；热扩散系数为26.8mm2/s；线性热膨胀系数较单一聚四氟乙烯降低了84%；耐光照老化性能等级：4.5级。

Claims (2)

1.一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法，其特征在于，该材料由以下重量份的原料制成：150-300目锡青铜微粉3-5、纳米镍粉2-3、固含量为20-25%的硅溶胶4-5、聚苯硫醚5-8、磷酸二氢铝2-3、硅酸钠1-3、5%乙醇水溶液30-40、400-600目氮化铝微粉20-25、200-300目聚四氟乙烯微粉40-50、助剂2-3；
所述的助剂由以下重量份的原料制成：硅烷偶联剂kh550 6-8、甲基硅酸钾1-2、乙酰丙酮钛（25%异丙醇水溶液）1-3、纳米二氧化硅3-4，氢氧化钠0.1-0.2、水20-25，制备方法为：先将氢氧化钠溶于适量的水中，配制成pH值为10-11的溶液，随后加入纳米二氧化硅，超声浸泡40-50min，碱处理后的粉体水洗至中性后干燥，并加水配制成溶胶，随后再将其它剩余物料与配制的二氧化硅溶胶混合，高速搅拌分散60-80min，即得。
2.如权利要求1所述的一种LED光源用聚四氟乙烯基掺杂聚苯硫醚散热材料及其制备方法，其制备方法为：
（1）先将纳米锡粉投入硅溶胶中，超声分散40-50min，使得纳米锡在溶胶中均匀分散，随后在100-120℃条件下热处理4-5h，热处理后的物料研磨分散20-30min，所得粉体备用；
（2）将磷酸二氢铝、硅酸钠投入乙醇水溶液中，搅拌使物料完全溶解分散后，投入聚四氟乙烯微粉，继续搅拌分散40-50min，接着加入步骤（1）所得物料及其它剩余物料，混合研磨分散2-3h，待物料完全混合均匀后压制成型，成型后坯体在50-60℃条件下放料15-20h，完全除去水分，所得坯体在350-380℃条件下烧制30-40min，随后冷却至室温，即得。
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